Question

江南科技馆有一种神奇的装置，如图所示．借助该装置，小明仅用150N的拉力就提起了重600N的一辆摩托车，并在5s内将摩托车提起了2m，问：
（1）小明使用该装置时做的有用功为多少？
（2）小明拉力的功率为多少？
（3）小明提起摩托的过程中该装置的机械效率为多高？

Answer 1

分析：由图知，木棒相当于滑轮，上下两木棒组成滑轮组，承担物重的绳子股数n=5．
（1）知道物体重和上升的高度，利用功的公式W=Gh计算有用功；
（2）知道物体的匀速上升高度，而s=nh，知道拉力，利用W=Fs求拉力做的功，再利用功率公式求小明拉力做功的功率；
（3）再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率．

解答：解：
（1）W_有用=Gh=600N×2m=1200J                                    
（2）由图知，n=5，
s=5h=5×2m=10m，
W_总=Fs=150N×10m=1500J，
P=

W总

t

=

1500J

5s

=300W；                                    
（3）η=

W有用

W总

=

1200J

1500J

=80%．
答：（1）小明使用该装置时做的有用功为1200J；
（2）小明拉力的功率为300W；
（3）小明提起摩托的过程中该装置的机械效率为80%．

点评：本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率、功率的计算，能看出木棒就是滑轮，确定承担物重的绳子股数是本题的关键．